Origin and variability of resource-grade marine ferromanganese nodules and crusts in the Pacific Ocean: A review of biogeochemical and physical controls     

Philomène A. Verlaan  David S. Cronan 《Chemie der Erde / Geochemistry》2022,82(1):125741

Marine ferromanganese nodules and crusts containing Mn, Cu, Ni and Co in the most promising resource-grade concentrations and quantities, together with Fe and Zn (all elements of biogeochemical importance) are found far from land on the deep seafloor of the Pacific Ocean. The biogeochemical, chemical and physical mechanisms contributing to their formation, distribution, abundance and – for these six elements – variability in their concentrations in these deposits, are the main focus of the present review. The mechanisms addressed include biological productivity, sedimentation types and rates, bottom water characteristics, the Calcium Carbonate Compensation Depth, the depth and intensity of the oxygen minimum zone, and biogeochemical characteristics of the six focal elements. Particular attention is given to comparisons between the deposits found in the north and the south Pacific, in order to present an overarching view of our current understanding of the mechanisms that apply to both nodules and crusts in both oceanic hemispheres, including examination of the possible existence of a marine ferromanganese oxide continuum. The renewed interest in the commercial exploitation of these deposits has stimulated a welcome increase in scientific research that is essential to informing the public discourse on seabed mining. We briefly reflect on the work addressed in this review in that context.  相似文献   

青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因     

赵文斌  郭正府  李菊景  马琳  刘嘉麒 《岩石学报》2022,38(5):1541-1556

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7～52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区...  相似文献   

俯冲带硫的地球化学行为及硫循环SCIEI北大核心CSCD     

李继磊  高俊  黄高风  马智佩  王信水 《岩石学报》2022,38(5):1345-1359

俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着硫(S)在地球内部圈层及表层的循环,影响着大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的稳定性以及地球的宜居性。厘清S在俯冲带中的地球化学行为和循环特征对理解地球各储库的氧化还原状态、岩浆作用与演化、成矿物质聚集、以及地球大气成分等具有重要意义。本文首先总结了进入俯冲带之前的大洋岩石圈的S结构模型,对S在大洋板片中的分布状态和地球化学特征进行了系统归纳。随后,系统阐述了俯冲带高压-超高压变质岩记录的板片变质及脱水过程中硫的地球化学行为。岩石学研究表明俯冲板片中的S多以硫化物相存在,硫酸盐矿物在弧前深度就已被释放或分解。相较于熔体,俯冲带流体中S的溶解度更高,是运移硫的更有效方式。DEW模型计算结果显示,流体中S含量总体较低,但在俯冲板片~90km处其含量有一个峰值(浓度0.5%~1.0%)。岩相学证据、地球化学测试结果、磷灰石S近边吸收结构(S-XANES)特征以及模拟结果都显示俯冲深部流体中S多以HS^(-)及H_(2)S形式存在,不含大量的SO_(4)^(2-)及硫酸盐;中f_(S_(2))流体有利于S迁移出俯冲板片,从而促进俯冲带大规模S循环,而高f_(S_(2))流体在流-岩交换过程沿流体通道发生S的锁固作用而不利于俯冲带S循环。质量平衡计算显示全球俯冲带S输入通量为4.65×10^(13)g/yr,弧下深度板片S输出通量为2.91×10^(12)g/yr,板片-岛弧S循环效率仅6.3%。俯冲板片在弧下深度可能存在一个短暂高效的S释放窗口,释放流体的δ^(34)S值为-2.1±3.0‰。基于高压-超高压变质岩中硫化物的研究,初步厘清了俯冲板片中S的地球化学行为,首次从板片角度全面、定量地限定了俯冲带的脱硫通量、效率、种型和同位素特征,提出俯冲带循环的S不是岛弧岩浆的氧化剂,与岛弧环境的正δ^(34)S值也无直接因果联系,对解析俯冲带S循环和理解地球长期的S循环具有重要意义。最后,本文还展望了俯冲带S循环的未来发展方向,应在俯冲带流体氧化还原性质(硫酸盐的命运)、俯冲沉积物对S循环的制约、俯冲带环境下多硫同位素的分馏效应、S循环与其它挥发分(如C等)循环之间的耦合关系、地球历史上深部S循环等方向做出探索,更深入地理解俯冲带及全球S循环过程。  相似文献   

东昆仑夏日哈木镁铁质-超镁铁质岩体岩石成因与拉张型岛弧背景   总被引：13，自引：7，他引：6  

姜常义  凌锦兰  周伟  杜玮  王子玺  范亚洲  宋艳芳  宋忠宝 《岩石学报》2015,31(4):1117-1136

赋存超大型镍矿床的夏日哈木Ⅰ号岩体位于东昆仑造山带西段之东昆中早古生代岛弧带。锆石U-Pb年龄为439Ma,由分属橄榄岩相、辉石岩相、辉长-苏长岩相的多种岩石类型组成。堆晶结构与堆晶层理发育,属岩床状层状岩体。不平衡结晶作用在岩浆演化过程中居于主导地位。矿物结晶顺序为尖晶石/橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→单斜辉石+斜长石→褐色普通角闪石。各种岩石均富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P,显示了岛弧环境岩浆岩的地球化学特征。Nd、Sr同位素组成均属富集型地幔范畴和EMⅡ型趋势。矿区内的Ⅲ号与Ⅳ号岩体属蛇绿岩套,证明在昆中岛弧带内部存在岩石圈破裂带。区域构造格局与演化历史以及区域地球物理场的研究表明,东昆中岛弧带属拉张型岛弧带。据此,可以认定拉张型岛弧环境是全球范围内第五种有利于形成镍矿床的构造环境,中古生代是我国第三个镍矿主成矿期。  相似文献   

西藏改则洞错地区白垩纪火山岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及对班公-怒江洋俯冲闭合的制约   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

付佳俊  丁林  许强  蔡福龙  岳雅慧  郭钰 《地质科学》2015,50(1):182-202

班公湖—怒江缝合带是青藏高原内一条重要的缝合带,其俯冲极性和闭合时限一直存在着争议,这无疑限制了我们对青藏高原演化历史的认识。本文对仲岗安山玄武岩和一套新发现的晚白垩世安山岩进行研究,获得了其锆石U-Pb年龄分别为123.75±0.92 Ma和74.23±0.76 Ma。仲岗安山玄武岩锆石的ε_(Hf)(t)值为-7.3~+4.4,具有岛弧玄武岩特征,指示班公湖—怒江洋盆在该地区仍然继续向北俯冲;晚白垩世安山岩锆石的ε_(Hf)(t)值为+3.1~+11.1,其可能是亏损地幔混熔了部分的陆壳物质而形成的,且不整合在蛇绿岩之上。结合区域资料本文认为班公湖—怒江洋盆在改则地区的闭合时限在100~75 Ma之间。  相似文献   

车镇北带古近系砂砾岩储层成岩作用特征及其对物性的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

操应长  程鑫  王艳忠  马奔奔 《沉积学报》2015,33(6):1192-1203

综合利用岩芯资料、铸体薄片、物性资料及相关分析测试资料,对车镇北带砂砾岩成岩作用特征及其对储层物性的影响进行了研究。研究表明:工区砂砾岩储层成岩作用主要有压实作用、胶结作用、溶蚀作用、灰泥重结晶作用和交代作用;成岩环境经历了中性/弱碱性→酸性→碱性→酸性→碱性的变化,相应的成岩作用序列为:压实作用→长石溶蚀/早期石英加大→碳酸盐胶结/石英溶蚀→长石溶蚀/碳酸盐胶结物溶蚀/晚期石英加大→黄铁矿胶结;区内砂砾岩储集物性较差,储集空间以次生孔缝为主;不同亚相岩相和成岩作用的差异使其储集物性有所不同,扇根主要发育颗粒支撑和杂基支撑砾岩,成岩作用以压实和灰泥重结晶为主,物性较差,发育无效储层;扇中亚相溶蚀作用较为发育,储集物性得到很好地改善,有效储层比例较高;扇缘亚相以胶结作用为主,使物性变差,局部溶蚀作用发育,可成为有效储层。  相似文献   

2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定:来自WFSD-1随钻流体的证据          下载免费PDF全文

龚正 李海兵劳昌玲  唐力君罗立强李成龙  云锟  张佳佳  王雷振 《中国地质》2015,(2):480-494

地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。  相似文献   

中国的板块构造区划   总被引：11，自引：8，他引：3       下载免费PDF全文

刘训  游国庆 《中国地质》2015,(1):1-17

20世纪60年代板块构造学说传入中国,为广大地学工作者所接受并应用于相关的地质工作中。在新一代地质志的研究中,以板块学说为主导,已经成为共识。从板块构造来认识,板块的组成包括其核心及边缘。其核心为克拉通,由稳定的陆块组成;边缘包含了不同的活动大陆边缘和被动大陆边缘。边缘在后期板块汇聚的过程中,常由汇聚或碰撞等不同方式而成为不同的造山带。板块之间具有不同形式的汇聚带,其中主要是地壳对接消减带。在地球发展历史的过程中,不同时期的板块构造格局常有很大的变化。因此,本文以古生代的构造格架为主,探讨对中国大陆进行板块构造区划中的一些相关问题,并对全国的区划提出了一个初步方案。此方案将全国划分为7个I级单元(板块),30个II级单元(克拉通和造山带)以及103个III级单元。  相似文献   

新疆坡北矿区ZK2-6孔钻探施工技术          下载免费PDF全文

盖志鹏  罗刚  贾宏福  王磊  付兆友 《探矿工程》2015,42(8):30-34

新疆坡北矿区ZK2-6孔施工中遇到多层蚀变带,最长连续强蚀变带达30 m,在以往施工过程中,因卤水配制的泥浆性能难以保证,不利于孔壁的稳定,导致在钻进过程中,孔壁剥落超径、断钻杆事故频发。钻杆断开后,由于孔壁坍塌,找不到事故头,从而导致钻孔报废。针对蚀变、破碎地层钻进易发生的孔壁坍塌、超径、掉块及卤水泥浆性能难以保证等问题,开展相关研究,提出相应的技术措施,圆满完成了坡北工区ZK2-6孔的钻探施工。  相似文献   

锚拉抗滑桩及锚喷技术联合应用于快速滑动的滑坡防护加固工程          下载免费PDF全文

林思波 《探矿工程》2015,42(5):62-66

以桂林—阳朔高速公路K2542+750～810上边坡滑坡防护治理工程为例,介绍了锚拉抗滑桩及锚喷技术联合应用于治理快速滑动的滑坡的应用情况。滑坡体主要由断层破碎带岩土组成,具有地质构造复杂、岩石破碎、残坡积土孔隙大、雨季地下水丰富、滑坡体岩石成分复杂、力学性能差异大、正处于快速滑移阶段等特点;在滑坡防护加固工程的设计和施工中采用该技术方法等综合措施,解决了突出的问题,并取得了良好的经济效益和社会效果。  相似文献